일반물리학실험 | Faraday의 얼음통(Ice Pail) 실험

 

 

 

TIP

 

 

1. 마찰에 의해 유도된 정전기의 양과 극성을 측정해보고 마찰전기의 특성을 이해한다.
2. 도체들의 전위와 배치에 따라 도체 표면에 분포하는 표면전하의 밀도를 측정하여 정전기유도 현상을 이해한다.

 

 

 

정전유도

도체에 대전체를 가까이할 때 전기장의 영향을 받아 물체 표면에 전하가 유도되는 현상을 말한다. 대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 다른 종류의 전하가 나타나고 먼 쪽에는 같은 종류의 전하가 나타난다. 이유는 같은 종류의 전하 사이에는 서로 미는 힘이 작용하고, 다른 종류의 전하 사이에는 끌어당기는 힘이 작용하기 때문이다.

 

마찰판을 Faraday 얼음통 안에 넣고 접촉시키면 마찰판의 정전기는 도체 통으로 이동하게 된다. 정전기평형상태에 있는 도체는 내부의 전기장이 0이여야 하고 도체 내의 과잉전하는 도체 표면에 존재해야하기 때문이다. 따라서 마찰판의 정전기가 완전히 방출되면 마찰판을 외부로 꺼내도 안쪽 도체통과 바깥쪽 도체통의 전위차는 같아야 한다.

 

정전기평형 상태의 도체 : 내부 전기장 0. 과잉전하 - 바깥쪽 표면에 존재 위 의 두 그림에서 전위차 같다. (안쪽 바깥쪽 금속통 사이의 전기장 같다.)

 

 

실험 방법

실험 1 접촉전하, 유도전하

① 청색 + 백색 마찰판 : 2회 마찰, 각각 3회 측정

② 매 측정 전 마찰판 접지, 얼음통 접지(Push to zero)

∴ 마찰봉 : 마찰판 +　도체(또는 전도성폴리머), 증명판 : 도체 원반(전하 표본 추출)

 

실험 2 정전기 서열

① 백색 + 증명판

② 청색 + 증명판

③ Ice Pail 내 청색 + 백색

 

실험 3 1000V 전원 사용

 

 

① 10㎝ 구 B

② 2㎝ 구 B

③ 2㎝ 구 A (1000V)

 

 

 

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